3. Бериллий, магний и щелочно-земельные металлы

К элементам 2 группы относятся бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радий. Групповое название элементов – щелочно-земельные металлы – относится к кальцию, барию, стронцию и радию и связано с тем, что их оксиды раньше называли «землями», а при взаимодействии с водой они образуют щелочи. Радий – радиоактивный элемент, который образуется при распаде изотопа урана ²³⁸U, период его полураспада составляет примерно 1600 лет.

3.1. Историческая справка

История открытия бериллия насчитывает практически столетие. В 1798 г. французский химик Луи Никола Воклен, занимаясь сравнительным анализом берилла и изумруда, выделил из них неизвестный оксид, очень похожий на оксид алюминия. Металлический бериллий, содержащий много примесей, был получен только через 30 лет Вёлером и Бюсси действием металлического калия на хлорид бериллия. Чистый бериллий был получен в 1898 г. Лебо электролизом тетрафторобериллата натрия. Назван по названию минерала берилл.

Магний был впервые получен в 1808 г. английским химиком Гемфри Деви. При электролизе слегка увлажненной белой магнезии с оксидом ртути он получил амальгаму нового металла, который был из неё выделен и назван магнием. Первый химически чистый магний получил в 1829 г. Бюсси. Назван от латинского «магнезия» – оксид магния.

Кальций был впервые получен в 1808 г. Гемфри Деви при электролизе смеси влажной гашеной извести – гидроксида кальция – с оксидом ртути, в качестве катода была использована капелька металлической ртути, помещенная в смесь. Название происходит от латинского «кальцикс» – известь.

Стронций в виде простого вещества был выделен в 1808 г. Гемфри Деви при электролизе увлажненного гидроксида стронция. Значительно раньше, в 1790 г., он был обнаружен в виде оксида в минерале стронцианит английскими минералогами Кроуфордом и Крюикшенком и независимо от них английским химиком Хопом, который и объявил, что в стронцианите есть новый элемент; кроме того, об обнаружении «новой земли» сообщил немецкий химик Клапрот. Назван по названию шотландской деревни Стронциан, близ которой в 1764 г. был найден минерал стронцианит.

Барий – еще один элемент, который в чистом виде был получен английским химиком Гемфри Деви в 1808 г., хотя 34 годами ранее шведские химики Карл Шееле и Юхан Готлиб Ган обнаружили неизвестную «тяжелую землю», которую назвали баритом. Из «увлажненной «баритовой земли» Деви и выделил барий. Несколько раньше Деви в том же 1808 г. Йенс Якоб Берцелиус с сотрудниками получил амальгаму бария. Название элемента происходит от греческого «барос» – тяжелый.

Радий открыт супругами Пьером и Марией Слодовской-Кюри в 1898 г. в минерале урановая смолка в результате длительной и кропотливой работы. Название элемента происходит от латинского «радис» – луч, дословно переводится как «излучающий», «лучистый».

3.2. Место бериллия, магния и щелочно-земельных металлов в Периодической системе химических элементов

Бериллий, магний и щелочно-земельные металлы расположены во 2 группе Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Бериллий, магний и щелочно-земельные металлы относятся к s-элементам. На внешнем энергетическом уровне атомы элементов имеют 2 электрона, их электронная конфигурация ns². Они легко отдают один электрон, проявляя степень окисления +2. Радиусы атомов возрастают при переходе от бериллия к радию, значения потенциала ионизации и относительной электроотрицательности уменьшаются. Все металлы в электрохимическом ряду напряжений располагаются до водорода и являются довольно сильными восстановителями, эта способность возрастает с увеличением заряда ядра атома.